ফ্লো প্যাটার্ন যা L/D প্রভাবকে সংজ্ঞায়িত করে
একটি নিমজ্জন PTFE হিট এক্সচেঞ্জার যান্ত্রিক আন্দোলন সহ একটি প্লেটিং ট্যাঙ্কে ইনস্টল করা হয় যা টিউব বান্ডিল জুড়ে প্রবাহিত প্রক্রিয়া তরল দিয়ে কাজ করে। আন্দোলন টিউব বান্ডেলের আশেপাশে 0.2-0.8 m/s বেগ সহ একটি সঞ্চালন প্রবাহ প্যাটার্ন তৈরি করে।
বান্ডেলের প্রতিটি টিউবের কাছে প্রবাহটি অভিন্ন নয়। বান্ডেলের অগ্রবর্তী প্রান্তের কাছের টিউবগুলি সম্পূর্ণ অ্যাপ্রোচ বেগ দেখতে পায়, যখন বান্ডিলের অভ্যন্তরস্থ টিউবগুলি একটি হ্রাস বেগ দেখতে পায় কারণ প্রবাহটি আংশিকভাবে আপস্ট্রিম টিউব দ্বারা অবরুদ্ধ থাকে। বেগ বন্টন টিউব ব্যবধান, বান্ডিল জ্যামিতি, এবং প্রবাহ দিক উপর নির্ভর করে।
দৈর্ঘ্য-থেকে-ব্যাস অনুপাত টিউব বান্ডেলে প্রবেশ করা প্রবাহ টিউব দৈর্ঘ্য বরাবর একটি সীমানা স্তর তৈরি করে কিনা বা টিউব সমর্থন এবং বান্ডেল জ্যামিতি দ্বারা সীমানা স্তর বাধাগ্রস্ত হয় কিনা তা নির্ধারণ করে প্রবাহের ধরণকে প্রভাবিত করে। একটি উচ্চ L/D অনুপাত সীমানা স্তরটিকে সম্পূর্ণরূপে বিকাশ করতে দেয়, যা তাপ স্থানান্তর সহগকে হ্রাস করে। একটি কম L/D অনুপাত সীমানা স্তরকে বাধা দেয়, যা তাপ স্থানান্তর সহগকে বৃদ্ধি করে।
L/D অনুপাত এবং উন্নয়নশীল সীমানা স্তর
আড়াআড়ি প্রবাহে একটি টিউবের সীমানা স্তরটি অগ্রবর্তী প্রান্ত থেকে বিকশিত হয় এবং টিউবের দৈর্ঘ্য বরাবর পুরুত্বে বৃদ্ধি পায়। একটি উচ্চ L/D অনুপাত সহ একটি টিউবের জন্য, সীমানা স্তরটি বেশিরভাগ টিউবের দৈর্ঘ্যের উপর সম্পূর্ণরূপে বিকশিত হয় এবং তাপ স্থানান্তর সহগ সম্পূর্ণরূপে উন্নত প্রবাহের অবস্থা দ্বারা নির্ধারিত হয়। একটি কম L/D অনুপাত সহ একটি টিউবের জন্য, সীমানা স্তরটি এখনও বেশিরভাগ টিউবের দৈর্ঘ্যের উপর বিকাশ করছে এবং তাপ স্থানান্তর সহগ বেশি কারণ সীমানা স্তরটি পাতলা।
থার্মাল এন্ট্রি দৈর্ঘ্য, যা তাপমাত্রা প্রোফাইল সম্পূর্ণরূপে বিকশিত হওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় দূরত্ব, রেনল্ডস সংখ্যা এবং প্রান্ডটিল সংখ্যার সমানুপাতিক। 100 এর Prandtl সংখ্যা এবং 100 এর রেনল্ডস সংখ্যা সহ একটি সান্দ্র তরলের জন্য, তাপ প্রবেশের দৈর্ঘ্য প্রায় 50 টিউব ব্যাস। 50-এর কম L/D অনুপাত সহ একটি টিউবের জন্য, প্রবাহটি তাপ প্রবেশের অঞ্চলে থাকে এবং তাপ স্থানান্তর সহগ সম্পূর্ণরূপে উন্নত মানের চেয়ে বেশি।
একটি জলের জন্য{0}}প্রান্ডটিল নম্বর 7 এবং রেনল্ডস নম্বর 500 সহ তরল, তাপ প্রবেশের দৈর্ঘ্য প্রায় 20 টিউব ব্যাস। 20 এর কম একটি L/D অনুপাত সহ একটি টিউবের জন্য, প্রবাহ তাপীয় প্রবেশ অঞ্চলে থাকে।
L/D অনুপাত এবং আন্দোলন প্রবাহ
একটি উত্তেজিত ট্যাঙ্কে, টিউব বান্ডিলের সাথে সম্পর্কিত প্রবাহের দিক স্থির নয়। আন্দোলন একটি প্রবাহিত প্রবাহ তৈরি করে যা আন্দোলনকারীর ঘোরার সাথে সাথে দিক পরিবর্তন করে। টিউবগুলি একটি প্রবাহ দেখতে পায় যা দিক এবং মাত্রায় দোদুল্যমান হয়, যা সীমানা স্তরের বিকাশকে প্রভাবিত করে।
একটি উচ্চ L/D অনুপাত টিউব বান্ডেল আন্দোলনের প্রবাহের জন্য একটি দীর্ঘ প্রবাহ পথ উপস্থাপন করে এবং প্রবাহটি বান্ডিলের চারপাশে ঘুরিয়ে দেওয়া হতে পারে। একটি কম L/D অনুপাতের বান্ডেল একটি ছোট প্রবাহ পথ উপস্থাপন করে এবং প্রবাহটিকে বান্ডিলকে আরও সহজে প্রবেশ করতে দেয়।
বান্ডিল জ্যামিতি প্রবাহ বন্টনকেও প্রভাবিত করে। একটি উচ্চ L/D অনুপাত সহ একটি বান্ডেলের প্রবাহের দিকে প্রচুর সংখ্যক টিউব সারি থাকে, যা প্রবাহ প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায় এবং বান্ডেলের অভ্যন্তরে বেগ হ্রাস করে। একটি কম L/D অনুপাত সহ একটি বান্ডিলে কম টিউব সারি থাকে, যা প্রবাহ প্রতিরোধকে হ্রাস করে এবং অভ্যন্তরে বেগ বাড়ায়।
উত্তেজিত ট্যাঙ্ক পরিষেবার জন্য সর্বোত্তম L/D অনুপাত
উত্তেজিত ট্যাঙ্কে নিমজ্জন PTFE হিট এক্সচেঞ্জারের জন্য সর্বোত্তম L/D অনুপাত আন্দোলনের তীব্রতা, তরল বৈশিষ্ট্য এবং তাপ লোডের উপর নির্ভর করে। 0.3-0.5 m/s বেগ সহ মাঝারি আন্দোলনের জন্য, সর্বোত্তম L/D অনুপাত সাধারণত 20-40 হয়। 0.5-0.8 m/s বেগ সহ উচ্চ আন্দোলনের জন্য, সর্বোত্তম L/D অনুপাত হল 15-30।
একটি নিম্ন L/D অনুপাত একটি উচ্চ তাপ স্থানান্তর সহগ প্রদান করে তবে প্রয়োজনীয় পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল অর্জনের জন্য বৃহত্তর সংখ্যক টিউব পাস বা একটি বড় বান্ডিল পদচিহ্নের প্রয়োজন। একটি উচ্চতর L/D অনুপাত একটি নিম্ন তাপ স্থানান্তর সহগ প্রদান করে তবে আরও কমপ্যাক্ট বান্ডিলকে অনুমতি দেয়।
তাপ স্থানান্তর দক্ষতা এবং বান্ডেল আকারের মধ্যে ট্রেড-অফ। সর্বোত্তম L/D অনুপাত হল একটি যা মূলধন খরচ এবং অপারেটিং খরচ সহ সর্বনিম্ন মোট খরচে প্রয়োজনীয় তাপ লোড প্রদান করে।
তাপ স্থানান্তর সহগ উপর L/D প্রভাব পরিমাপ করা
নিম্নলিখিত সারণীতে তাপ স্থানান্তর সহগ এবং একটি উত্তেজিত ট্যাঙ্কে বিভিন্ন এল/ডি অনুপাতের জন্য প্রয়োজনীয় পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল 0.4 মি/সেকেন্ড প্রক্রিয়া তরল বেগ এবং 20 এর প্রান্ডটিএল সংখ্যার সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেওয়া হয়েছে।
| এল/ডি অনুপাত | ফ্লো শাসন | তাপ স্থানান্তর সহগ | 20 কিলোওয়াটের জন্য সারফেস এরিয়া প্রয়োজন | বান্ডিল পায়ের ছাপ | চাপ ড্রপ |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 | প্রবেশ অঞ্চল, পাতলা সীমানা স্তর | 450 W/m²·K | 4.4 m² | কমপ্যাক্ট | কম |
| 15 | আংশিকভাবে বিকশিত | 400 W/m²·K | 5.0 m² | পরিমিত | কম |
| 20 | আংশিকভাবে বিকশিত | 360 W/m²·K | 5.6 m² | পরিমিত | পরিমিত |
| 30 | সম্পূর্ণরূপে বিকশিত কাছাকাছি | 320 W/m²·K | 6.3 m² | বড় | পরিমিত |
| 40 | সম্পূর্ণরূপে বিকশিত | 290 W/m²·K | 6.9 m² | বড় | উচ্চ |
| 50 | সম্পূর্ণরূপে বিকশিত | 270 W/m²·K | 7.4 m² | অনেক বড় | উচ্চ |
| 60 | সম্পূর্ণরূপে বিকশিত | 255 W/m²·K | 7.8 m² | অনেক বড় | অনেক উঁচুতে |
তাপ স্থানান্তর সহগ মানগুলি ক্রস-প্রবাহ টিউব বান্ডিলের জন্য জুকাউস্কাস পারস্পরিক সম্পর্কের উপর ভিত্তি করে, কম L/D অনুপাতে বিকাশমান প্রবাহ ব্যবস্থার জন্য সামঞ্জস্য করা হয়। 10 ডিগ্রি তাপমাত্রার পার্থক্যের সাথে 20 কিলোওয়াটের তাপ লোডের জন্য প্রয়োজনীয় পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল গণনা করা হয়।
টিউব ব্যাস প্রভাব
টিউব ব্যাস একটি প্রদত্ত টিউব দৈর্ঘ্যের জন্য L/D অনুপাতকে প্রভাবিত করে। একটি ছোট ব্যাসের টিউবের একই দৈর্ঘ্যের জন্য উচ্চতর L/D অনুপাত থাকে, যার অর্থ সীমানা স্তরটি সম্পূর্ণরূপে বিকশিত হওয়ার সম্ভাবনা বেশি। একটি বৃহত্তর ব্যাসের টিউবের একটি নিম্ন L/D অনুপাত থাকে, যার অর্থ সীমানা স্তরটি প্রবেশ অঞ্চলে হওয়ার সম্ভাবনা বেশি।
1.0 মিটারের একটি টিউবের দৈর্ঘ্যের জন্য, একটি 6 মিমি টিউবের একটি L/D অনুপাত 167, যা সম্পূর্ণরূপে উন্নত শাসন ব্যবস্থায় ভাল। একটি 25 মিমি টিউবের একটি L/D অনুপাত 40, যা সম্পূর্ণরূপে উন্নত শাসনের কাছে পৌঁছেছে। একটি 50 মিমি টিউবের একটি L/D অনুপাত 20, যা আংশিকভাবে উন্নত শাসনামলে রয়েছে।
ছোট ব্যাসের টিউবটির প্রতি ইউনিট এলাকাতে উচ্চ তাপ স্থানান্তর গুণাঙ্ক থাকে তবে প্রতি ইউনিট দৈর্ঘ্যে নিম্ন পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল থাকে। বৃহত্তর ব্যাসের টিউবটির প্রতি ইউনিট এলাকাতে কম তাপ স্থানান্তর সহগ থাকে কিন্তু প্রতি ইউনিট দৈর্ঘ্যে উচ্চতর পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল থাকে।
ডিজাইনের বৈশিষ্ট্য যা L/D অনুপাতকে অপ্টিমাইজ করে
বেশ কিছু নকশা বৈশিষ্ট্য উত্তেজিত ট্যাঙ্ক পরিষেবার জন্য L/D অনুপাতকে অপ্টিমাইজ করে৷
সেগমেন্টেড টিউব বান্ডিল।টিউব বান্ডেলকে মধ্যবর্তী সাপোর্ট সহ ভাগে ভাগ করলে সীমানা স্তর ভেঙ্গে যায় এবং তাপ স্থানান্তর সহগ বৃদ্ধি পায়। সেগমেন্টেড বান্ডিলের একটি কার্যকর L/D অনুপাত রয়েছে যা প্রকৃত টিউবের দৈর্ঘ্যের চেয়ে কম।
ফিনড বা উন্নত টিউব.পাখনা বা খাঁজ সহ একটি টিউব পৃষ্ঠ পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি করে এবং অশান্তি প্রচার করে তাপ স্থানান্তর সহগ বৃদ্ধি করে। বর্ধিত পৃষ্ঠ কম এল/ডি অনুপাতে বিশেষভাবে কার্যকর।
সর্বোত্তম টিউব ব্যবধান.একটি টিউব ব্যবধান যা আন্দোলনের প্রবাহকে বান্ডিলের মধ্যে প্রবেশ করতে দেয় তা অভ্যন্তরীণ বেগ এবং তাপ স্থানান্তর সহগকে বৃদ্ধি করে। টিউবের বাইরের ব্যাসের 1.5-2.0 গুণের ব্যবধান বাঞ্ছনীয়।
বান্ডিল অভিযোজন।টিউব বান্ডিলকে অ্যাজিটেশন প্রবাহের লম্বমুখী করা ক্রস-প্রবাহের বেগ এবং তাপ স্থানান্তর সহগকে বৃদ্ধি করে। প্রবাহের সমান্তরাল বান্ডিলকে ওরিয়েন্ট করা হলে বেগ এবং সহগ কমে যায়।
আন্দোলন অপ্টিমাইজেশান।আন্দোলনের তীব্রতা বাড়ানোর ফলে টিউব বান্ডিলের উপর প্রবাহের বেগ এবং তাপ স্থানান্তর সহগ বৃদ্ধি পায়। ইম্পেলার গতির ঘনক্ষেত্রের সাথে আন্দোলনের শক্তি বৃদ্ধি পায়, তাই অপ্টিমাইজেশানকে অবশ্যই পাওয়ার খরচ বিবেচনা করতে হবে।
উত্তেজিত ট্যাঙ্ক পরিষেবার জন্য L/D অনুপাতের তুলনা করা
নিম্নোক্ত সারণীটি 20 কিলোওয়াট তাপ লোড এবং প্রতি ঘন্টায় $400 উৎপাদন মূল্য সহ একটি উত্তেজিত ট্যাঙ্কে বিভিন্ন L/D অনুপাতের জন্য পাঁচ-বছরের মোট খরচের সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেয়৷
| এল/ডি অনুপাত | তাপ স্থানান্তর সহগ | সারফেস এরিয়া প্রয়োজন | মূলধন খরচ | বার্ষিক আন্দোলন খরচ | পাঁচ-বছরের মোট খরচ |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 450 W/m²·K | 4.4 m² | $16,000 | $4,500 | $38,500 |
| 15 | 400 W/m²·K | 5.0 m² | $17,000 | $4,200 | $38,000 |
| 20 | 360 W/m²·K | 5.6 m² | $18,000 | $4,000 | $38,000 |
| 30 | 320 W/m²·K | 6.3 m² | $20,000 | $3,800 | $39,000 |
| 40 | 290 W/m²·K | 6.9 m² | $22,000 | $3,600 | $40,000 |
| 50 | 270 W/m²·K | 7.4 m² | $24,000 | $3,500 | $41,500 |
| 60 | 255 W/m²·K | 7.8 m² | $26,000 | $3,400 | $43,000 |
পাঁচ-বছরের মোট খরচ 15-20 এর L/D অনুপাতে ন্যূনতম করা হয়। নিম্ন L/D অনুপাতের মূলধন খরচ কম কিন্তু আন্দোলন খরচ বেশি কারণ আরও কমপ্যাক্ট বান্ডেলের একই প্রবাহ বেগ অর্জনের জন্য আরও আন্দোলন শক্তি প্রয়োজন। উচ্চতর এল/ডি অনুপাতের উচ্চ মূলধন খরচ থাকে যা নিম্ন আন্দোলনের খরচ দ্বারা অফসেট হয় না।
উত্তেজিত ট্যাঙ্ক পরিষেবার জন্য নির্দিষ্টকরণ পরামিতি
উত্তেজিত ট্যাঙ্ক পরিষেবার জন্য একটি নিমজ্জন PTFE হিট এক্সচেঞ্জার নির্দিষ্ট করে এমন সরঞ্জাম প্রকৌশলীদের সরবরাহকারীর সাথে নিম্নলিখিত পরামিতিগুলি নিশ্চিত করা উচিত।
আন্দোলনের তীব্রতা।টিউব বান্ডেলের আশেপাশে আন্দোলনের ধরন এবং প্রবাহের বেগ উল্লেখ করুন।
তরল বৈশিষ্ট্য।প্রসেস ফ্লুইডের সান্দ্রতা, ঘনত্ব এবং প্রান্ডটিল সংখ্যা উল্লেখ করুন।
তাপ লোড.তাপ লোড এবং প্রত্যাশিত পরিসীমা নির্দিষ্ট করুন।
এল/ডি অনুপাত।আন্দোলনের তীব্রতা এবং তরল বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে সর্বোত্তম L/D অনুপাত উল্লেখ করুন।
টিউবের ব্যাস।এল/ডি অনুপাত এবং পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে টিউবের ব্যাস নির্দিষ্ট করুন।
টিউব ব্যবধান।টিউবের ব্যবধান উল্লেখ করুন। টিউবের বাইরের ব্যাসের 1.5-2.0 গুণের ব্যবধান বাঞ্ছনীয়।
বান্ডিল অভিযোজন।আন্দোলন প্রবাহের সাথে সম্পর্কিত বান্ডিল অভিযোজন নির্দিষ্ট করুন।
পৃষ্ঠ এলাকা।তাপ লোড এবং তাপ স্থানান্তর সহগ জন্য প্রয়োজনীয় পৃষ্ঠ এলাকা নির্দিষ্ট করুন।
উত্তেজিত ট্যাঙ্কের অবস্থার সাথে L/D অনুপাতের মিল
টিউবের দৈর্ঘ্য-থেকে-ব্যাস অনুপাত উত্তেজক ট্যাঙ্ক পরিষেবার জন্য একটি নিমজ্জন PTFE হিট এক্সচেঞ্জারে তাপ স্থানান্তর সহগ এবং প্রয়োজনীয় পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলকে প্রভাবিত করে। একটি নিম্ন L/D অনুপাত একটি উচ্চ তাপ স্থানান্তর সহগ প্রদান করে তবে আরও কমপ্যাক্ট বান্ডিল এবং আরও আন্দোলন শক্তি প্রয়োজন। একটি উচ্চতর L/D অনুপাত একটি নিম্ন তাপ স্থানান্তর সহগ প্রদান করে তবে একটি আরও বর্ধিত বান্ডিল এবং কম আন্দোলন শক্তির অনুমতি দেয়।
সর্বোত্তম L/D অনুপাত সাধারণত মাঝারি আন্দোলনের জন্য 15-20 এবং উচ্চ আন্দোলনের জন্য 10-15 হয়। সর্বোত্তম অনুপাত মূলধন খরচ এবং আন্দোলন খরচ সহ মালিকানার মোট খরচ কমিয়ে দেয়।
PTFE হিট এক্সচেঞ্জার বিকল্পগুলি মূল্যায়ন করার জন্য উত্তেজিত ট্যাঙ্ক সুবিধাগুলির জন্য, এল/ডি অনুপাতটি সংগ্রহের নথিতে উল্লেখ করা উচিত এবং কমিশনিংয়ের সময় যাচাই করা উচিত। প্রস্তুতকারকের দ্বারা প্রদত্ত ডিফল্ট কনফিগারেশন নির্দিষ্ট আন্দোলনের অবস্থার জন্য অপ্টিমাইজ করা নাও হতে পারে, এবং ফলস্বরূপ তাপ স্থানান্তর সহগ ডিজাইনের মানের সাথে মেলে না।
উত্তেজিত ট্যাঙ্ক বা অন্যান্য নিমজ্জন পরিষেবার জন্য PTFE হিট এক্সচেঞ্জার স্পেসিফিকেশনের মূল্যায়নকারী সরঞ্জাম প্রকৌশলী এবং সংগ্রহ বিশেষজ্ঞরা একটি নকশা পর্যালোচনার অনুরোধ করতে পারেন যার মধ্যে আন্দোলনের তীব্রতা, তরল বৈশিষ্ট্য, তাপ লোড, L/D অনুপাত, টিউব ব্যাস, এবং টিউব ব্যবধান নিশ্চিত করতে ইউনিটটি ট্যাঙ্কের প্রকৃত অবস্থার সাথে মিলেছে এবং অপারেটিং খরচ কাঠামোর সাথে মিলেছে।
